JP5355630B2 - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関するものである。本発明は、特に、LED(発光ダイオード)を使用した発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device. The present invention particularly relates to a light emitting device using an LED (light emitting diode).
近年、白色LEDが照明用途として広く用いられるようになってきており、その付加価値として、個人の好みや必要に応じて、リアルタイムに照明色を変更できる色変換の機能が求められている。 In recent years, white LEDs have been widely used for illumination purposes, and as an added value, a function of color conversion that can change the illumination color in real time is required according to personal preference and necessity.
LEDは一灯一灯が1つの特定の光色を出すものが多く、色調を変更するためには、複数のLEDを実装して、その点灯パターンの制御により調色を可能にしたり(例えば、特許文献1参照)、蛍光体を樹脂に分散させた蛍光シート等により色変換を行ったりする必要がある(例えば、特許文献2参照)。 Many LEDs emit one specific light color per lamp, and in order to change the color tone, a plurality of LEDs are mounted, and the color can be adjusted by controlling the lighting pattern (for example, It is necessary to perform color conversion with a fluorescent sheet or the like in which a phosphor is dispersed in a resin (for example, see Patent Document 2).
複数のLEDにより調色を可能とするものでは、電流値をリモコンやボタンによって制御することで、色を変更するが、目的の光色を得るために複数の光色のLEDを実装しなければならない。このため、その点灯パターンの制御が複雑になり、装置自体も高価になるという課題があった。例えば、特許文献1の装置は、その目的の光色を得るために、異なる光色(赤、緑、青)のLEDを実装し、その電流値を制御する手段をLED電球に取り付けたものであり、その点灯パターンの制御が複雑になっている。 In the case where color adjustment is possible with a plurality of LEDs, the color is changed by controlling the current value with a remote control or a button. However, in order to obtain a desired light color, a plurality of light color LEDs must be mounted. Don't be. For this reason, the control of the lighting pattern is complicated, and there is a problem that the device itself is expensive. For example, the device of Patent Document 1 is a device in which LEDs of different light colors (red, green, blue) are mounted in order to obtain the target light color, and a means for controlling the current value is attached to the LED bulb. Yes, the control of the lighting pattern is complicated.
蛍光シートを用いて色変換を行うものでは、シートを通った光の変換効率を向上させるために、透過率の高い樹脂を用いるが、シート交換を容易にするためにシートに腰を持たせる必要がある。このため、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂でシートを覆わなければならず、透過率が損なわれるという課題があった。 In the case of color conversion using a fluorescent sheet, a resin with high transmittance is used in order to improve the conversion efficiency of light passing through the sheet, but it is necessary to hold the sheet in order to facilitate sheet replacement There is. For this reason, the sheet had to be covered with a resin such as PET (polyethylene terephthalate), and there was a problem that the transmittance was impaired.
本発明は、例えば、発光装置において、シートを用いて効率の高い色変換を行うことを目的とする。 An object of the present invention is to perform efficient color conversion using a sheet in a light emitting device, for example.
本発明の一の態様に係る発光装置は、
光を照射する光源と、
前記光源から照射される光を入射し、入射した光の色を変換して当該光を出射するシート状の色変換部材と、
前記色変換部材の光を入射する側と出射する側との少なくとも一方に重ねられて前記色変換部材を支持する枠状の支持部材であり、当該光を通過させる開口部が複数設けられた支持部材とを備える。
A light emitting device according to one embodiment of the present invention includes:
A light source that emits light;
A sheet-like color conversion member that receives light emitted from the light source, converts the color of the incident light, and emits the light; and
A frame-shaped support member that supports the color conversion member by being superimposed on at least one of the light incident side and the light emission side of the color conversion member, and is provided with a plurality of openings that allow the light to pass therethrough. A member.
本発明の一の態様では、発光装置において、光を通過させる開口部が複数設けられた枠状の支持部材が、色変換部材の光を入射する側と出射する側との少なくとも一方に重ねられて色変換部材を支持する。このため、本発明の一の態様によれば、必ずしも色変換部材をPET等の樹脂で覆わなくてよくなり、効率の高い色変換を行うことが可能となる。 In one embodiment of the present invention, in the light-emitting device, a frame-shaped support member provided with a plurality of openings through which light passes is overlapped on at least one of the light incident side and the light emission side of the color conversion member. Supporting the color conversion member. For this reason, according to one aspect of the present invention, it is not always necessary to cover the color conversion member with a resin such as PET, and it is possible to perform color conversion with high efficiency.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, the directions such as “up”, “down”, “left”, “right”, “front”, “back”, “front”, “back” are However, it is not intended to limit the arrangement or orientation of devices, instruments, parts, or the like.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る発光装置100の分解斜視図である。図2は、発光装置100のA−A断面図である。図3は、発光装置100のB−B断面図である。なお、図1及び図3では、発光装置100の一部のみを示している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a
発光装置100は、LED実装基板111、LED112、色変換シート113、梯子状の光学部材114、リフレクタ115、表面カバー116、筐体117を備える。発光装置100は、例えば、LED112の発光面が下向きとなるように取付部材120にネジ等で固定され(図で示したのとは上下逆向きになる)、照明装置等として利用される。
The
LED実装基板111は、例えば、安価なガラスエポキシ基板、あるいは、表面に絶縁層が形成された金属基板である。LED実装基板111には、4つのLED112が直線状に1列に配置されている。図示していないが、LED実装基板111には、LED112に外部電源から電力を供給するための導電パターンが形成されている。なお、本実施の形態において、LED112の実装数や配置は、発光装置100の用途等に応じて適宜変更して構わない。
The
LED112は、光を照射する光源の一例である。LED112は、例えば白色LEDであり、図ではSMD(表面実装部品)タイプのLEDとしたが、砲弾型のLEDであってもよい。LED112は、例えば一般的な白色LEDの構成をとり、青色LEDと、それを覆うように設けられた透過性の高い蛍光体含有樹脂層と、さらにその周りを囲うセラミックス等の樹脂でできたパッケージとからなる。LED112は、前述した導電パターンに電気的に接続するための電極を有する。青色LEDは金線ワイヤにより電極と接続されており、電極から供給される電力により発光する。蛍光体含有樹脂層に混入される蛍光体は、例えばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)蛍光体であり、青色LEDが発する光によって励起され、480〜780nm(ナノメートル)の間にスペクトルを持ち、560nm付近を主波長とする光を発する。青色LEDが発する光と蛍光体が発する光は補色関係にあるため、その合成光は擬似的に白色を呈することとなる。蛍光体含有樹脂層の素材は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂である。LED素子は熱によって光束が減少するため、耐熱性、耐薬品性、自己潤滑性、耐摩擦性に優れ、エポキシ樹脂と比較しても安定性が高いシリコーン樹脂を用いることが好ましい。なお、本実施の形態において、LED112は、有機EL(エレクトロルミネッセンス)等、他の種類の光源に置き換えても構わない。
The
色変換シート113は、光源からの光の色を変換するシート状の色変換部材の一例である。色変換シート113は、LED112から照射される光を入射し、入射した光の色を変換して当該光を出射する。
The
色変換シート113としては、低屈折率のシート、あるいは、反射防止膜を両面に貼ったシートを用いることが好ましい。光は異なる物質の界面で、入射角に応じて反射波が発生するため、例えば、光の1/4波長の薄膜を貼ることにより、反射量を低減させることができる。その結果、色変換シート113がLED112から発せられる光を効率よく透過して、効率よく色変換することができる。
As the
色変換シート113は、透光性を持つ樹脂バインダで色変換材料をバインドしてシート状に形成される。樹脂バインダとしては、例えばゴム状のシリコーン樹脂を用いることができ、この場合、色変換シート113の柔軟性や耐候性を高めることができる。
The
色変換シート113の厚さは、色変換シート113の透過率を高めに維持するため、2mm(ミリメートル)以下が望ましく、1mm未満、即ち、数百μm(マイクロメートル)であることがより望ましい。
The thickness of the
色変換シート113に含まれる色変換材料は、蛍光体あるいは有機色素顔料であり、目的とする光色によって異なる。例えばLED112が発する白色光の色温度よりも低い色温度を目的の色温度とする場合、色変換材料として蛍光体を用いるのが好ましい。蛍光体は、LED112が発する光を吸収し、LED112が発する光よりも長い波長の光を放出するため、色素顔料に比べて色変換効率を高くすることができる。一方、例えば青色や赤色等、特殊な色の照明色を目的の色とする場合、色変換材料として有機色素等の色素顔料を用いるのが好ましい。
The color conversion material contained in the
梯子状の光学部材114は、色変換部材を支持する枠状の支持部材の一例である。光学部材114は、色変換シート113の光を出射する側に重ねられて色変換シート113を支持している。図示していないが、光学部材114は、例えばLED実装基板111にネジ等で固定されている。なお、光学部材114は、色変換シート113の光を入射する側に重ねられて色変換シート113を支持してもよい。あるいは、光学部材114は、色変換シート113の光を入射する側と出射する側との両方に重ねられて色変換シート113を支持してもよい。即ち、光学部材114は、色変換シート113を挟んで固定してもよい。
The ladder-like
光学部材114には、光を通過させる開口部114aがLED112ごとに設けられている。即ち、光学部材114には、4つの開口部114aが設けられている。なお、本実施の形態において、開口部114aの数はLED112の実装数より少なくてもよい。即ち、1つの開口部114aが2つ以上のLED112に対応していてもよい。
The
光学部材114の厚さは、1〜10mmであり、光学部材114より厚さが薄い色変換シート113の自重により垂れないようにするのに好適である。
The thickness of the
光学部材114は、例えば、高反射性のポリカーボネート樹脂で形成されている。光学部材114に反射率の良い材料を用いることで、光を拡散させやすくなり、指向性の強いLED112の光を和らげ、光の照射範囲を広げることができる。特に、開口部114aの周壁114bで光を反射することができるため、LED112から出た光のうち水平方向から45°の方向へ出た光がそのまま出射することなく、拡散されて出射することになり、発光効率が向上する。また、光を拡散させるポリカーボネート樹脂で形成された光学部材114において、上記のように、厚み方向に幅を持たせれば、グレアを低減させることができる。
The
なお、本実施の形態において、光学部材114は、梯子状以外の形状でもよい。例えば、開口部114aが平面視四角形状でなく、平面視円形状等であってもよい。
In the present embodiment, the
色変換シート113及び光学部材114は、発光装置100に対して着脱及び交換可能であることが望ましい。例えば、色変換シート113を目的とする光色に応じて複数種類用意しておき、これらを交換できるようにしてもよい。
The
以上説明したように、本実施の形態では、光拡散効果があり、反射率の高い材料を梯子状にかたどった光学部材114を、色変換シート113に重ねて、色変換シート113を固定している。光学部材114は、例えば筐体117の溝などに色変換シート113を押さえつける形で固定されている。このため、色変換シート113の強度を高め、色変換シート113が自重でたわむのを防ぎ、均一に色変換を行うことができる。即ち、本実施の形態によれば、必ずしも色変換部材をPET等の樹脂で覆わなくてよくなり、効率の高い色変換を行うことが可能となる。
As described above, in this embodiment, an
実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図4は、本実施の形態に係る発光装置100のA−A断面図である。図5は、発光装置100のB−B断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
本実施の形態では、色変換シート113が、光を入射する側のLED112と対向する位置に、当該光を拡散させる突起113aを有する。突起113aは、LED112の光軸上に頂点を持つ円錐状である。即ち、突起113aは、円錐の軸とLED112の光軸が一致するように設けられている。本実施の形態によれば、突起113aがLED112から照射される光のうち、光軸方向に照射される光を和らげる(即ち、光軸に近い光ほど、より多く拡散させる)ため、直下方向のグレアが低減する。なお、本実施の形態において、突起113aの形状は角錐状、半球状、あるいは、その他の形状であっても構わない。
In the present embodiment, the
色変換シート113は厚さが薄いため、仮に光学部材114で支持されていないとすると、突起113aを有する部分が、その重さにより重力方向に垂れ下がることになり、色変換の効率や均一性が損なわれるとともに、突起113aの円錐の軸とLED112の光軸が一致しなくなり、所望の光拡散効果が得られなくなるおそれがある。本実施の形態では、色変換シート113が光学部材114で支持されているため、突起113aを有する部分が重力方向(色変換シート113→光学部材114の方向)に垂れ下がることを防止又は抑制でき、効率及び均一性の高い色変換を行うことが可能となるとともに、所望の光拡散効果(即ち、グレア低減の効果)が得られる。
Since the
なお、色変換シート113と光学部材114との組み合わせの代わりに、図6のように色変換シート113より厚手で硬質の透明樹脂に色変換部材を混ぜ、上記のような突起113aを有する光学部材114を用いても構わない。この場合にも、前述したのと同様のグレア低減の効果が得られる。なお、光学部材114には蛍光体などの色変換部材を混ぜていなくてもよく、その場合、LEDそのままの光色でグレアの低減した光を得ることができる。
Instead of the combination of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change is possible as needed.
100 発光装置、111 LED実装基板、112 LED、113 色変換シート、113a 突起、114 光学部材、114a 開口部、114b 周壁、115 リフレクタ、116 表面カバー、117 筐体、120 取付部材。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記複数の光源から照射される光を入射し、入射した光の色を変換して当該光を出射するシート状の色変換部材であり、光を入射する側の各光源と対向する位置に、当該光を拡散させる突起を有する色変換部材と、
厚さが1〜10ミリメートルで前記色変換部材よりも厚く、前記色変換部材の光を入射する側と出射する側との少なくとも一方に重ねられて前記色変換部材を支持する梯子状の支持部材であり、当該光を通過させるとともに周壁で当該光を反射する開口部が光源ごとに設けられた支持部材と、
前記複数の光源の列が延びる方向の両側に1対の傾斜面を有するリフレクタと
を備え、
前記複数の光源の発光面が下向きとなる状態で使用される発光装置であって、
前記色変換部材と前記支持部材とが前記リフレクタの1対の傾斜面に挟まれる位置に配置され、前記支持部材が当該位置で前記色変換部材を重力方向と逆向きに支持することを特徴とする発光装置。 A plurality of light sources arranged in rows and emitting light;
It is a sheet-like color conversion member that enters the light emitted from the plurality of light sources, converts the color of the incident light, and emits the light, at a position facing each light source on the light incident side, A color conversion member having a protrusion for diffusing the light ;
A ladder- shaped support member that is 1 to 10 millimeters thicker than the color conversion member and that overlaps at least one of the light incident side and the light emission side of the color conversion member to support the color conversion member A support member provided for each light source with an opening that transmits the light and reflects the light on the peripheral wall ;
A reflector having a pair of inclined surfaces on both sides in the extending direction of the plurality of light source rows ,
A light emitting device used in a state in which the light emitting surfaces of the plurality of light sources face downward,
Is disposed at a position where the and the color converting member and the support member is sandwiched between the inclined surface of the pair of the reflector, characterized that you support the color conversion member in the direction of gravity and opposite said support member is in the position A light emitting device.
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